設(shè)施農(nóng)業(yè)被看作是本世紀(jì) 活力的新農(nóng)村產(chǎn)業(yè)，它代表了世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，設(shè)施農(nóng)業(yè)是當(dāng)今我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要支柱，但設(shè)施農(nóng)業(yè)是一項(xiàng)投入高、產(chǎn)出也高的產(chǎn)業(yè)，它的高投入不光是體現(xiàn)在成套設(shè)備的建設(shè)過程中，它的高能耗是我們完成設(shè)施農(nóng)業(yè)更重要的一方面。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，大型加溫溫室的能源成本占整個(gè)設(shè)施運(yùn)行成本的35%~65%(且不含夏季對溫室進(jìn)行降溫所需能耗)。荷蘭溫室的耗電量占全國天然氣總消耗電的10%，溫室采暖設(shè)所需施費(fèi)用占溫室總投資的26%左右；在日本，每生產(chǎn)10kg黃瓜需要消耗5升石油，比糧食生產(chǎn)的能耗高50~60倍。然而在我們中國，能耗費(fèi)用甚至要占總生產(chǎn)費(fèi)用的50%以上。全世界一年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的耗能有30%用于溫室的加溫，光是能源消耗的費(fèi)用就占溫室作物生產(chǎn)總費(fèi)用的14%~40%。

總體看來，隨著數(shù)字智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在我國的的大力推廣，環(huán)境調(diào)控已成為增加生產(chǎn)、提高作物種植效益的重要手段，提高溫室環(huán)境監(jiān)控的有效性，降低溫室能源耗消耗費(fèi)用，是溫室研究的一個(gè)主要重要方向。成都鑫芯電子科技有限公司設(shè)計(jì)的智能大棚溫濕度控制系統(tǒng)可使同時(shí)期的溫度從20.0℃升到21.0℃，并且可以讓使總能量消耗減少34%。

1 溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

近幾年來，由于溫室能源消耗占成本的比例很大，大多數(shù)的公司在研究設(shè)計(jì)大棚溫濕度控制系統(tǒng)的時(shí)候都能很好的從節(jié)省溫室能源消耗這個(gè)方面出發(fā)，對已經(jīng)設(shè)計(jì)好的溫室進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)控制系統(tǒng)的性能也成為重要的研究領(lǐng)域，他們在設(shè)計(jì)大棚溫濕度控制系統(tǒng)的時(shí)候嵌入了許多新型的控制算法，也取得了很好的效果。這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越以植物生長的 適宜環(huán)境為中心，進(jìn)行整體的設(shè)計(jì)。

2 溫室環(huán)境控制的算法方面

從早期使用的PID算法，能使溫度控制精度達(dá)到±0.2℃左右，到綜合考慮溫室內(nèi)溫度、濕度、光照度、CO2濃度等生長環(huán)境綜合作用的多變量綜合控制法，再到融入一些新算法的控制器，如溫室內(nèi)溫度的模糊控制，模糊控制 動(dòng)偏差為1.5，加熱系統(tǒng)的靜差為0.5℃。隨后又引用了遺傳優(yōu)化模糊控制器，它能根據(jù)溫室結(jié)構(gòu)和作物生長情況的變化來自動(dòng)修正控制算法，效果明顯提高。這些所被我們運(yùn)用的算法，如模糊控制算法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)控制算法等，這些算法都能有效的提高控制系統(tǒng)的精度和效率。

3 溫室環(huán)境控制硬件方面

早期大棚溫濕度控制系統(tǒng)使用的是單純的單片機(jī)控制系統(tǒng)，如果系統(tǒng)的某一個(gè)環(huán)節(jié)一旦出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)就不再會(huì)工作。中期大棚溫濕度控制系統(tǒng)使用的是基于工業(yè)控制機(jī)(IPC)的溫室控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的所有輸入、輸出功能都由IPC集中控制，它的設(shè)備***過于集中，一旦大腦——工控機(jī)發(fā)生故障將會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。后期開發(fā)了基于PLC的溫室控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)PLC、多個(gè)溫室環(huán)境參數(shù)的分布式控制——即分布式控制系統(tǒng)。近幾年來我們所開發(fā)的嵌入式Linux系統(tǒng)，可提高溫室系統(tǒng)性能，降低系統(tǒng)開發(fā)難度，滿足溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)日益復(fù)雜化的需要，是溫室控制系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。

在網(wǎng)絡(luò)科技發(fā)展的前提下，現(xiàn)代溫室正向著自動(dòng)化、智能化、多媒體化與網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。成都鑫芯電子科技有限公司將盡其所能，讓我國大棚溫濕度環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)走向世界，造福于世界人民。

2015年7月8日

成都鑫芯電子科技有限公司編輯部

小編：葫蘆里的小惡魔